Virusinfektion: Jede Zelle kämpft (sichtbar) anders

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Schutz vor Autoimmunerkrankungen

Das On/Off-Prinzip der zellulären Genaktvierung hat für unseren Körper wahrscheinlich eine ganz wichtige Funktion. Denn würden alle Gene, die dem Kampf gegen Viren dienen, dauerhaft von jeder Körperzelle produziert, könnte es zu Fehlreaktionen und Autoimmunerkrankungen kommen. „Durch dieses Anschalten im richtigen Moment, nach dem Motto „Wasser Marsch!“ – aber eben nur wenn es brennt – kann unser Immunsystem eine schützende Umgebung aufbauen, ohne Risiko schädlicher Fehlreaktionen“, sagt Dölken. So stehen nur in einem kleinen Teil der Körperzellen bestimmte Mechanismen voll funktionsfähig bereit. Diese „Sentinel“-Zellen sind dann in der Lage, zum Beispiel ein eindringendes Virus zu erkennen und effizient zu bekämpfen. Und sie informieren die anderen Zellen, die dann ebenfalls das komplette Abwehrarsenal hochfahren und entsprechende Gene aktivieren, um die Infektion zu kontrollieren und die Gefahr zu bannen.

Neues Tool für Dosis-Wirkungs-Analysen

Mit dem zum Patent angemeldeten bioinformatischen Analyse-Verfahren, das zur Auswertung der hochkomplexen experimentellen Daten nötig ist, konnten die Würzburger Forscher grundlegend neue Einblicke in zelluläre Abläufe gewinnen. „Erstmals können wir wirklich sehen, wie eine einzelne Zelle reagiert“, sagt Dölken. In zukünftigen Untersuchungen kann es zur Beantwortung unterschiedlichster Fragestellungen auf Einzelzellebene genutzt werden.

„scSLAM-seq eignet sich hervorragend für Knock-Out-Untersuchungen, um herauszufinden, welche Gene für die Bekämpfung von Krankheitserregern oder bei der Entstehung von Erkrankungen eine Schlüsselrolle spielen“, sagt Saliba. „Es ist methodisch einfach, die Datenqualität ist hoch und ideal für Dosis-Wirkungs-Untersuchungen, auch über die Zeit.“ Das Forschertrio ist sich daher sicher: Es wird spannend!

Originalpublikation: Florian Erhard, Marisa A.P. Baptista, Tobias Krammer, Thomas Hennig, Marius Lange, Panagiota Arampatzi, Christopher Jürges, Fabian J. Theis, Antoine-Emmanuel Saliba, Lars Dölken: scSLAM-seq reveals core features of transcription dynamics in single cells. Nature 2019, doi: 10.1038/s41586-019-1369-y

* Dr. A. Fischer: Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung GmbH, 38124 Braunschweig

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